JP5478099B2 - Battery pack - Google Patents

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Description

本発明は、主として、電動バイクやモータでアシストするアシスト自転車などの高出力な電源に使用されるバッテリパックに関する。   The present invention mainly relates to a battery pack used for a high-output power source such as an electric bike or an assist bicycle assisted by a motor.

高出力なバッテリパックは、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高く、また並列に接続して出力電流を大きくしている。多数の電池を直列と並列に接続してなるバッテリパックは、多数の電池を内蔵するので、各々の電池を効率よく冷却して温度上昇を少なくすることが望まれる。さらに、各々の電池の温度差を少なくすることも大切である。温度差が電池の電気特性をアンバランスにして、特定の電池を劣化させてバッテリパック全体の寿命を短くするからである。   A high-power battery pack has a large output voltage by connecting a large number of batteries in series, and a large output current by connecting them in parallel. A battery pack formed by connecting a large number of batteries in series and in parallel incorporates a large number of batteries. Therefore, it is desirable to cool each battery efficiently to reduce the temperature rise. It is also important to reduce the temperature difference between the batteries. This is because the temperature difference unbalances the electrical characteristics of the battery, which deteriorates the specific battery and shortens the life of the entire battery pack.

多数の電池を収納するために、複数列複数段に電池を収納しているバッテリパックは開発されている（特許文献１参照）。この構造のバッテリパックは、電池を平行な姿勢として複数列複数段に収納するので、多数の電池を収納して出力を大きくできる特徴がある。   In order to store a large number of batteries, a battery pack that stores batteries in multiple rows and multiple stages has been developed (see Patent Document 1). The battery pack having this structure is characterized in that the batteries can be accommodated in a plurality of rows and stages in parallel postures, so that a large number of batteries can be accommodated to increase the output.

特開２００５−５６７２１号公報JP 2005-56721 A

しかしながら、この構造のバッテリパックは、内部に収納している電池の熱を効率よく外部に放熱することが難しい。電池の充放電電流を大きくして発熱量が大きくなると、電池の温度上昇が大きくなる欠点がある。とくに、内部に収納している電池の放熱が難しくなって、電池の温度差が大きくなる欠点がある。多数の電池を複数列複数段に収納しているバッテリパックは、各々の電池の電気特性のアンバランスを少なくすることが大切である。それは、電池のアンバランスが特定の電池を劣化させる原因となるからである。電池の電気特性は温度によって変化するので、電池に温度差ができると電気特性がアンバランスとなって特定の電池を劣化させる原因となる。   However, it is difficult for the battery pack having this structure to efficiently dissipate the heat of the battery housed inside. If the charge / discharge current of the battery is increased to increase the amount of heat generated, there is a drawback that the temperature rise of the battery increases. In particular, there is a drawback that it becomes difficult to dissipate the heat of the battery housed inside, and the temperature difference between the batteries becomes large. In a battery pack that stores a large number of batteries in a plurality of rows and stages, it is important to reduce the unbalance of the electrical characteristics of each battery. This is because battery imbalance causes a specific battery to deteriorate. Since the electrical characteristics of a battery change with temperature, if there is a temperature difference between the batteries, the electrical characteristics become unbalanced and cause a specific battery to deteriorate.

本発明は、以上の課題を解決するものであって、多数の電池モジュールを複数列に外装ケースに収納しながら、全ての電池モジュールを効率よく放熱し、かつ電池モジュールの温度差を少なくしてバッテリパックの寿命を長くでき、しかも多数に分割している外装ケースを簡単かつ確実に、しかも優れた放電効率を実現するように連結して安価に多量生産できるバッテリパックを提供するものである。   The present invention solves the above-described problem, and while storing a large number of battery modules in an outer case in a plurality of rows, all the battery modules are efficiently radiated and the temperature difference between the battery modules is reduced. It is an object of the present invention to provide a battery pack that can prolong the life of the battery pack and can be mass-produced at low cost by connecting the outer case divided into a large number in a simple and reliable manner so as to realize excellent discharge efficiency.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明のバッテリパックは、円筒形電池１からなる複数本の電池モジュール２を、複数列に配設して外装ケース５０に収納している。複数列に配列してなる電池モジュール２は、複数列の１段で又は２段に分割して互いに平行な姿勢で複数の外装ケース５０に収納している。複数列に電池モジュール２を収納してなる外装ケース５０は、その対向面を、複数列の電池モジュール２の表面に熱結合状態で接触する放熱面５４としている。さらに、分割された複数の外装ケース５０は、互いに放熱面５４を対向して配設するように配置して、一方の外装ケース５０の放熱面５４には連結凸部５７を、他方の外装ケース５０には連結凸部５７を挿入して連結する連結凹部５８を設けている。連結凸部５７は、電池モジュール２の長手方向に伸びる先端縁の幅を広くしてなるアンダーカット凸条で、連結凹部５８は、アンダーカット凸条を電池モジュール２の長手方向に挿入できる縦溝で、溝の開口部の幅を狭くしてなるアンダーカット溝で、アンダーカット凸条をアンダーカット溝に挿入して、隣接する外装ケース５０を連結する構造としている。連結凸部５７と連結凹部５８は２つ設けられて、一方を外装ケース５０の端部近傍に配置している。さらに、連結凸部５７と連結凹部５８は、連結凸部５７が連結凹部５８に挿入されて隣接する外装ケース５０が連結される状態で、隣接する外装ケース５０の対向する放熱面５４に通風隙間５９を設ける構造としている。 In the battery pack of the present invention, a plurality of battery modules 2 composed of cylindrical batteries 1 are arranged in a plurality of rows and stored in an outer case 50. The battery modules 2 arranged in a plurality of rows are housed in a plurality of outer cases 50 in a plurality of rows in a single stage or divided into two stages and parallel to each other. The outer case 50 in which the battery modules 2 are accommodated in a plurality of rows has a facing surface as a heat radiating surface 54 that contacts the surface of the plurality of rows of battery modules 2 in a thermally coupled state. Further, the plurality of divided outer cases 50 are arranged so that the heat radiating surfaces 54 face each other, and the heat radiating surfaces 54 of one of the outer cases 50 are provided with connecting projections 57 and the other outer case. 50 is provided with a connecting concave portion 58 into which the connecting convex portion 57 is inserted and connected. The connecting convex portion 57 is an undercut ridge having a widened leading edge extending in the longitudinal direction of the battery module 2, and the connecting concave portion 58 is a longitudinal groove in which the undercut ridge can be inserted in the longitudinal direction of the battery module 2. Thus, the undercut groove is formed by narrowing the width of the opening of the groove, and the undercut ridge is inserted into the undercut groove to connect the adjacent exterior cases 50. Two connecting convex portions 57 and two connecting concave portions 58 are provided, and one of them is disposed in the vicinity of the end portion of the outer case 50. Further, the connecting convex portion 57 and the connecting concave portion 58 are connected to the opposing heat radiating surface 54 of the adjacent outer case 50 in a state where the connecting convex portion 57 is inserted into the connecting concave portion 58 and the adjacent outer case 50 is connected. 59 is provided.

以上のバッテリパックは、多数の電池モジュール２を複数列に外装ケースに収納しながら、全ての電池モジュールを効率よく放熱し、かつ電池モジュールの温度差を少なくしてバッテリパックの寿命を長くでき、しかも多数に分割している外装ケースを簡単かつ確実に、しかも優れた放電効率を実現するように連結して安価に多量生産できる特徴がある。それは、以上のバッテリパックが、複数列に配列している電池モジュールを、複数の外装ケースに分割して、複数列であって１段又は２段に収納して、外装ケースの対向面を電池モジュールの表面に熱結合状態で接触する放熱面とし、さらに、分割された複数の外装ケースを、互いに放熱面を対向して配設するように配置して、放熱面に設けた連結凸部と連結凹部とで外装ケースを連結する構造とし、さらに、連結凸部をアンダーカット凸条として、連結凹部をアンダーカット凸条を挿入して連結できるアンダーカット溝とし、連結凸部を連結凹部に連結する状態では隣接する外装ケースの放熱面に通風隙間を設けているからである。   The above battery pack can dissipate all the battery modules efficiently while housing a large number of battery modules 2 in a plurality of rows in the outer case, and can reduce the temperature difference between the battery modules, thereby extending the life of the battery pack. In addition, it is characterized in that it can be mass-produced at low cost by connecting the outer case divided into a large number in a simple and reliable manner so as to realize excellent discharge efficiency. The battery module in which the above battery packs are arranged in a plurality of rows is divided into a plurality of outer cases, and the plurality of rows are stored in one or two stages, and the facing surface of the outer case is a battery. A heat dissipating surface that contacts the surface of the module in a thermally coupled state, and further, a plurality of divided outer cases are disposed so that the heat dissipating surfaces are opposed to each other, and a connecting convex portion provided on the heat dissipating surface; The outer case is connected to the connection recess, and the connection protrusion is an undercut protrusion, the connection recess is an undercut groove that can be connected by inserting the undercut protrusion, and the connection protrusion is connected to the connection recess. This is because the ventilation gap is provided in the heat radiating surface of the adjacent exterior case in the state of being.

とくに、以上の構造のバッテリパックは、外装ケースの表面に強制送風しない自然冷却の状態で電池モジュールを冷却できるので、冷却機構を簡単にして電池モジュールの温度上昇を少なくできる。   In particular, the battery pack having the above structure can cool the battery module in a natural cooling state in which the air is not forcedly blown to the surface of the outer case, so that the temperature rise of the battery module can be reduced by simplifying the cooling mechanism.

本発明のバッテリパックは、外装ケース５０が、電池モジュール２を互いに平行な姿勢であって複数列２段に配設して、複数列２段の電池モジュールの間にセパレータを配設することができる。
以上のバッテリパックは、外装ケースに電池モジュールを複数列２段に収納するので、ひとつの外装ケースに多数の電池モジュールを収納しながら、全ての電池モジュールを外装ケースの放熱面に熱結合状態として効率よく放熱できる。 In the battery pack of the present invention, the outer case 50 may be arranged such that the battery modules 2 are arranged in parallel with each other in a plurality of rows and two stages, and a separator is provided between the battery modules in the plurality of rows and two stages. it can.
Since the above battery pack stores battery modules in multiple rows and two stages in the outer case, all battery modules are thermally coupled to the heat radiating surface of the outer case while storing a large number of battery modules in one outer case. Efficient heat dissipation.

本発明のバッテリパックは、外装ケース５０の放熱面５４を、電池モジュール２の表面に沿う湾曲波形面として、この湾曲波形面を電池モジュール２の表面に面接触状態で熱結合させることができる。
以上のバッテリパックは、電池モジュールを熱結合状態に接触させる放熱面を湾曲波形面とするので、電池モジュールと放熱面との接触面積を広くして、電池モジュールの熱を有効に外装ケースの放熱面に伝導して効果的に放熱できる。 In the battery pack of the present invention, the heat radiating surface 54 of the outer case 50 can be used as a curved corrugated surface along the surface of the battery module 2, and the curved corrugated surface can be thermally coupled to the surface of the battery module 2 in a surface contact state.
In the above battery pack, since the heat radiation surface that contacts the battery module in a thermally coupled state is a curved corrugated surface, the contact area between the battery module and the heat radiation surface is widened to effectively dissipate the heat of the battery module. Conduct heat to the surface and effectively dissipate heat.

本発明のバッテリパックは、連結凸部５７と連結凹部５８とを、放熱面５４である湾曲波形面から突出して設けて、互いに連結される外装ケース５０の放熱面５４に通風隙間５９を設けている。
以上のバッテリパックは、湾曲波形面から突出して連結凸部と連結凹部とを設けているので、連結凸部と連結凹部とを連結して、対向する放熱面の間に広い通風隙間を設けて効率よく放熱できる。 In the battery pack of the present invention, the connecting convex portion 57 and the connecting concave portion 58 are provided so as to protrude from the curved corrugated surface which is the heat radiating surface 54, and the ventilation gap 59 is provided on the heat radiating surface 54 of the exterior case 50 connected to each other. Yes.
Since the above battery pack protrudes from the curved corrugated surface and is provided with a connecting convex portion and a connecting concave portion, the connecting convex portion and the connecting concave portion are connected, and a wide ventilation gap is provided between the opposing heat radiation surfaces. Efficient heat dissipation.

本発明のバッテリパックは、外装ケース５０が、一方の放熱面５４に連結凸部５７を、他方の放熱面５４に連結凹部５８を設けることができる。
以上のバッテリパックは、同じ形状の外装ケースとして、複数の外装ケースを連結して電池モジュールの個数を調整できる。 In the battery pack of the present invention, the outer case 50 can be provided with a connecting convex portion 57 on one heat radiating surface 54 and a connecting concave portion 58 on the other heat radiating surface 54.
The above battery pack can adjust the number of battery modules by connecting a plurality of exterior cases as exterior cases having the same shape.

本発明のバッテリパックは、電池モジュール２が、複数の円筒形電池１を直線状に直列に接続することができる。さらに、本発明のバッテリパックは、円筒形電池１をリチウムイオン電池とすることができる。   In the battery pack of the present invention, the battery module 2 can linearly connect a plurality of cylindrical batteries 1 in series. Further, in the battery pack of the present invention, the cylindrical battery 1 can be a lithium ion battery.

本発明の一実施例にかかるバッテリパックの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention. 図１に示すバッテリパックの垂直横断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 1. 図１に示すバッテリパックの出力端子部分の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the output terminal part of the battery pack shown in FIG. 図１に示すバッテリパックの外装ケースを連結する状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which connects the exterior case of the battery pack shown in FIG. 図１に示すバッテリパックを分割した状態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the state which divided | segmented the battery pack shown in FIG. 図５に示すバッテリパックの分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of the battery pack shown in FIG. 5. 図５に示すバッテリパックの電池組立体の斜視図である。It is a perspective view of the battery assembly of the battery pack shown in FIG. 図７に示す電池組立体の分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view of the battery assembly shown in FIG. 7. 図８に示すセパレータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the separator shown in FIG. リード板と回路基板の連結構造を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the connection structure of a lead board and a circuit board. 本発明の他の実施例にかかるバッテリパックの垂直横断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリパックを例示するものであって、本発明はバッテリパックを以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。   Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図１ないし図１０に示すバッテリパックは、円筒形電池１からなる複数本の電池モジュール２を、複数列に配設して外装ケース５０に収納している。複数列に配列している電池モジュール２は、複数列２段に分割して、互いに平行な姿勢で複数の外装ケース５０に収納して、複数の外装ケース５０を連結している。   In the battery pack shown in FIGS. 1 to 10, a plurality of battery modules 2 composed of cylindrical batteries 1 are arranged in a plurality of rows and stored in an outer case 50. The battery modules 2 arranged in a plurality of rows are divided into a plurality of rows and two stages, housed in a plurality of outer cases 50 in a parallel posture, and the plurality of outer cases 50 are connected.

外装ケース５０は金属製であり、アルミニウム製で、その対向面を、複数列の電池モジュール２の表面に熱結合状態で接触する放熱面５４としている。図の外装ケース５０は、放熱面５４を複数列２段に収納している電池モジュール２の表面に沿う湾曲波形面として、内面を電池モジュール２の表面に面接触状態で、広い面積で熱結合状態に接触させている。外装ケース５０に複数列２段に収納される電池モジュール２は、片面を放熱面５４に熱結合状態に接触できる。図１１に示す外装ケース５０は、電池モジュール２を複数列１段に収納している。複数列１段に収納される電池モジュール２は、両面を放熱面５４に熱結合状態に接触してより効率よく放熱できる。さらに、外装ケースは、表面に放熱フィンを設けることでより効果的に放熱することもできる。放熱フィンは、複数の外装ケースを連結する状態で、互いに隣接する外装ケースの放熱面に接触しない位置に、または高さに設けられる。   The outer case 50 is made of metal and is made of aluminum, and its opposing surface is a heat radiating surface 54 that contacts the surface of the battery modules 2 in a plurality of rows in a thermally coupled state. The exterior case 50 shown in the figure has a curved corrugated surface along the surface of the battery module 2 in which the heat dissipating surfaces 54 are accommodated in a plurality of rows and two stages, and the inner surface is in thermal contact with the surface of the battery module 2 in a wide area. In contact with the condition. The battery modules 2 housed in a plurality of rows and two stages in the outer case 50 can come into contact with the heat radiating surface 54 in a thermally coupled state on one side. An outer case 50 shown in FIG. 11 houses the battery modules 2 in a plurality of rows and one stage. The battery modules 2 housed in a plurality of rows in a row can dissipate heat more efficiently by bringing both surfaces into contact with the heat radiation surface 54 in a thermally coupled state. Furthermore, the exterior case can also radiate heat more effectively by providing heat radiation fins on the surface. The heat radiating fin is provided at a position where the heat radiating fins are not in contact with the heat radiating surfaces of the adjacent outer cases or at a height in a state where the plurality of outer cases are coupled.

外装ケース５０は、アルミニウムを押し出し加工して製作される。この方法で製作される外装ケース５０は、両端の開口部を蓋ケース５２で閉塞している。蓋ケース５２は、図６に示すように、外装ケース５０の両端の開口部を閉塞するように外装ケース５０に固定される。外装ケース５０の一方の開口部（出力リード板１０側）を閉塞する蓋ケース５２Ａは、一対の出力端子１３（１３Ａ、１３Ｂ）を設けている。この蓋ケース５２Ａは、図に示すように、外側に絶縁性樹脂材料からなる端子カバー１６を固定しており、この端子カバー１６から一対の出力端子１３の端子部１３ａを表出させている。また、外装ケース５０の他方の開口部（中間リード板２０側）を閉塞する蓋ケース５２Ｂは、全体の形状を平面状としている。図６のバッテリパックは、蓋ケース５２の内面に絶縁プレート５５を配設して、収納される導電部から絶縁している。さらに、図２に示すバッテリパックは、電池モジュール２と、湾曲形状の外装ケース５０の内面との間に絶縁材５６（図において鎖線で示す）を挟着しており、この絶縁材５６を介して電池モジュール２を外装ケース５０に熱結合状態としている。この絶縁材５６には、たとえば、熱伝導に優れた絶縁シートが使用できる。このバッテリパックは、複数の円筒形電池１やリード板３を絶縁シートでもって外装ケース５０から絶縁する。ただ、外装ケースは、内面に絶縁塗料を塗布して、収納される導電部から絶縁することもできる。   The outer case 50 is manufactured by extruding aluminum. In the outer case 50 manufactured by this method, the opening portions at both ends are closed by the lid case 52. As shown in FIG. 6, the lid case 52 is fixed to the outer case 50 so as to close the openings at both ends of the outer case 50. The lid case 52A that closes one opening (on the output lead plate 10 side) of the outer case 50 is provided with a pair of output terminals 13 (13A, 13B). As shown in the figure, the cover case 52 </ b> A has a terminal cover 16 made of an insulating resin material fixed to the outside, and the terminal portions 13 a of the pair of output terminals 13 are exposed from the terminal cover 16. The lid case 52B that closes the other opening (on the side of the intermediate lead plate 20) of the outer case 50 has a flat shape as a whole. In the battery pack of FIG. 6, an insulating plate 55 is disposed on the inner surface of the lid case 52 to insulate it from the conductive portion to be stored. Further, in the battery pack shown in FIG. 2, an insulating material 56 (indicated by a chain line in the figure) is sandwiched between the battery module 2 and the inner surface of the curved outer case 50, and the insulating material 56 is interposed therebetween. Thus, the battery module 2 is thermally coupled to the outer case 50. As this insulating material 56, for example, an insulating sheet excellent in heat conduction can be used. This battery pack insulates a plurality of cylindrical batteries 1 and lead plates 3 from an outer case 50 with an insulating sheet. However, the exterior case can also be insulated from the conductive portion stored by applying an insulating paint on the inner surface.

複数に分割された外装ケース５０は、互いに放熱面５４を対向して配設するように配置して、一方の外装ケース５０の放熱面５４には連結凸部５７を、他方の外装ケース５０には連結凸部５７を挿入して連結する連結凹部５８を設けている。連結凸部５７は、電池モジュール２の長手方向に伸びる先端縁の幅を広くしているアンダーカット凸条としている。連結凹部５８は、アダーカット凸条を電池モジュール２の長手方向に挿入できる縦溝である。図２の連結凹部５８は、外装ケース５０の放熱面５４の外側に突出して電池モジュール２の長手方向に伸びるリブを設けて、このリブに縦溝を設けている。連結凹部５８の縦溝は、溝の開口部の幅を狭くしているアンダーカット溝である。アンダーカット凸条がアンダーカット溝に挿入されて、隣接する外装ケース５０は互いに連結される。   The outer case 50 divided into a plurality of parts is arranged so that the heat radiating surfaces 54 face each other. The heat radiating surface 54 of one outer case 50 is provided with a connecting projection 57 and the other outer case 50 is provided with a connecting convex portion 57. Is provided with a connecting recess 58 for inserting and connecting the connecting projection 57. The connecting protrusion 57 is an undercut protrusion that widens the width of the leading edge extending in the longitudinal direction of the battery module 2. The connecting recess 58 is a longitudinal groove in which the adder cut ridge can be inserted in the longitudinal direction of the battery module 2. The connection recess 58 in FIG. 2 is provided with a rib that protrudes outside the heat radiation surface 54 of the outer case 50 and extends in the longitudinal direction of the battery module 2, and a vertical groove is provided in the rib. The vertical groove of the connecting recess 58 is an undercut groove that narrows the width of the groove opening. Undercut ridges are inserted into the undercut grooves, and the adjacent outer cases 50 are connected to each other.

連結凸部５７と連結凹部５８は、連結凸部５７を連結凹部５８に挿入して隣接する外装ケース５０を連結する状態で、隣接する外装ケース５０の対向する放熱面５４に通風隙間５９を設けている。図２の外装ケース５０は、連結凸部５７と連結凹部５８を、放熱面５４である湾曲波形面から突出して設けている。この外装ケース５０は、湾曲波形面によって放熱面５４の外側面にできる凹部溝によって、互いに連結される状態で隣接する外装ケース５０の放熱面５４に広い通風隙間５９を設けることができる。   The connecting convex portion 57 and the connecting concave portion 58 are provided with a ventilation gap 59 in the heat radiation surface 54 facing the adjacent outer case 50 in a state in which the connecting convex portion 57 is inserted into the connecting concave portion 58 and the adjacent outer case 50 is connected. ing. The exterior case 50 of FIG. 2 is provided with a connecting convex portion 57 and a connecting concave portion 58 that protrude from the curved corrugated surface that is the heat radiating surface 54. The outer case 50 can be provided with a wide ventilation gap 59 in the heat radiating surface 54 of the adjacent outer case 50 in a state of being connected to each other by a concave groove formed on the outer surface of the heat radiating surface 54 by a curved corrugated surface.

外装ケース５０は同じ形状であって、連結個数を自由に調整して、バッテリパック全体として複数列複数段に配列される電池モジュール２のトータル個数を用途に最適に設定できるように、一方の放熱面５４に連結凸部５７を、他方の放熱面５４に連結凹部５８を設けて、連結凸部５７と連結凹部５８とを対向面にある放熱面５４の対向位置に配置している。さらに、外装ケース５０は、複数個を強固に位置ずれしないように連結するために、互いに平行に複数列の連結凸部５７と連結凹部５８を設けている。図２の外装ケース５０は、２列の連結凸部５７と連結凹部５８とを設けて、外装ケース５０を強固に連結している。   The outer case 50 has the same shape, and the number of connections can be freely adjusted, so that the total number of battery modules 2 arranged in a plurality of rows and stages as a whole battery pack can be optimally set for the application. The connection convex part 57 is provided in the surface 54, the connection recessed part 58 is provided in the other heat radiating surface 54, and the connection convex part 57 and the connection recessed part 58 are arrange | positioned in the opposing position of the heat radiating surface 54 in an opposing surface. Further, the outer case 50 is provided with a plurality of rows of connecting convex portions 57 and connecting concave portions 58 in parallel with each other in order to connect a plurality of them so as not to be misaligned. The outer case 50 of FIG. 2 is provided with two rows of connecting convex portions 57 and connecting concave portions 58 to firmly connect the outer case 50.

図１ないし図４に示すバッテリパックは、３個の外装ケース５０を連結している。複数の外装ケース５０を連結してなるバッテリパックは、図３に示すように、各々の出力端子１３をバスバー１７で連結して出力することができる。図３に示すバッテリパックは、互いに隣接する３個の出力端子１３をバスバー１７で並列に接続している。ただ、バッテリパックは、各々の出力端子を互いに直列に接続することもできる。出力端子１３に接続されたバスバー１７の表面には、絶縁キャップ１８を装着している。   The battery pack shown in FIGS. 1 to 4 connects three exterior cases 50. As shown in FIG. 3, the battery pack formed by connecting a plurality of exterior cases 50 can connect and output each output terminal 13 with a bus bar 17. The battery pack shown in FIG. 3 has three output terminals 13 adjacent to each other connected in parallel by a bus bar 17. However, in the battery pack, the output terminals can be connected in series with each other. An insulating cap 18 is attached to the surface of the bus bar 17 connected to the output terminal 13.

分割された各々の外装ケース５０は、図５ないし図９に示すように、複数の円筒形電池１を直線状に多段に連結してなる複数の電池モジュール２と、円筒形電池１を直列と並列に接続してなるリード板３と、このリード板３を介して各々の円筒形電池１の正負の電極に接続されて各々の円筒形電池１の電圧を検出する電圧検出回路を実装する回路基板４０と、電池モジュール２と回路基板４０を収納してなる外装ケース５０とを備える。各々の電池モジュール２は、直線状に連結してなる円筒形電池１の個数を同じとして、互いに平行な姿勢で複数列２段に配設されて、複数列２段の電池モジュール２の間にセパレータ６０を配設している。また、リード板３は、各々の電池モジュール２の両端を並列に接続して回路基板４０に接続するメインリード板９と、直線状に連結している複数の円筒形電池１の接続部を回路基板４０に接続してなるサブリード板３０とを備える。   As shown in FIG. 5 to FIG. 9, each of the divided outer cases 50 includes a plurality of battery modules 2 formed by connecting a plurality of cylindrical batteries 1 linearly in multiple stages, and a cylindrical battery 1 connected in series. A circuit for mounting a lead plate 3 connected in parallel and a voltage detection circuit connected to the positive and negative electrodes of each cylindrical battery 1 via this lead plate 3 to detect the voltage of each cylindrical battery 1 A substrate 40, and an exterior case 50 that houses the battery module 2 and the circuit substrate 40 are provided. Each battery module 2 has the same number of cylindrical batteries 1 connected in a straight line, and is arranged in a plurality of rows and two stages in a posture parallel to each other. A separator 60 is provided. In addition, the lead plate 3 is a circuit that connects the main lead plate 9 connected to the circuit board 40 by connecting both ends of each battery module 2 in parallel, and the connecting portion of the plurality of cylindrical batteries 1 connected linearly. And a sub lead plate 30 connected to the substrate 40.

図８の電池モジュール２は、５個の円筒形電池１を直列に直線状に連結している。円筒形電池１はリチウムイオン電池である。電池モジュール２は、複数の円筒形電池１の間の接続点にサブリード板３０を配設し、このサブリード板３０を隣接する円筒形電池１の正負の電極に溶接して製作される。したがって、電池モジュール２は、円筒形電池１の整数倍の長さの円筒形となる。電池モジュール２は、５個よりも少なく、あるいは５個よりも多数の円筒形電池１を直線状に連結することができる。電池モジュール２は、直線状に接続する円筒形電池１の個数で電圧を調整する。図に示すバッテリパックは、２段に配列している２組の電池モジュール２を直列に接続するので、出力電圧は電池モジュール２の電圧の２倍となる。したがって、電池モジュール２を５個の円筒形電池１で構成するバッテリシパックにあっては、１０個の円筒形電池１が直列に接続される。このことから、円筒形電池１に定格電圧を３．６Ｖとするリチウムイオン電池を使用し、電池モジュール２に５個の円筒形電池１を直線状に連結するバッテリパックにあっては、出力電圧が３６Ｖとなる。円筒形電池１をリチウムイオン電池とするバッテリパックは、充放電容量を大きくできる。ただ、円筒形電池は、リチウムイオン電池に代わって、ニッケル水素電池などの充電できる他の全ての円筒形電池を使用することができる。   The battery module 2 in FIG. 8 has five cylindrical batteries 1 connected in a straight line in series. The cylindrical battery 1 is a lithium ion battery. The battery module 2 is manufactured by disposing a sub lead plate 30 at a connection point between a plurality of cylindrical batteries 1 and welding the sub lead plate 30 to the positive and negative electrodes of the adjacent cylindrical battery 1. Therefore, the battery module 2 has a cylindrical shape that is an integral multiple of the cylindrical battery 1 in length. The battery module 2 can linearly connect fewer than five or more than five cylindrical batteries 1. The battery module 2 adjusts the voltage by the number of cylindrical batteries 1 connected in a straight line. Since the battery pack shown in the drawing connects two sets of battery modules 2 arranged in two stages in series, the output voltage is twice the voltage of the battery module 2. Therefore, in the battery pack in which the battery module 2 is composed of five cylindrical batteries 1, ten cylindrical batteries 1 are connected in series. Therefore, in a battery pack in which a lithium ion battery having a rated voltage of 3.6 V is used for the cylindrical battery 1 and five cylindrical batteries 1 are linearly connected to the battery module 2, the output voltage Becomes 36V. A battery pack in which the cylindrical battery 1 is a lithium ion battery can increase the charge / discharge capacity. However, as the cylindrical battery, any other cylindrical battery that can be charged, such as a nickel metal hydride battery, can be used instead of the lithium ion battery.

サブリード板３０は、平面板をＵ字状に折り曲げた状態のＵ曲された金属板で、Ｕ曲された両側の金属板に、直線状に連結される２段の円筒形電池１の電極を溶接して接続している。サブリード板３０は、同じ列の円筒形電池１を並列に接続し、かつ、直線状に連結する円筒形電池１を直列に接続する。図のバッテリパックは１段に６本の電池モジュール２を配設している。したがって、サブリード板３０は、両側に各々６本ずつ、全体で１２本の円筒形電池１を溶接した後、中央をＵ曲して、６本の円筒形電池１を並列に接続しながら、直線状に連結する円筒形電池１を直列に接続する。さらに、サブリード板３０は、回路基板４０に接続するための接続タブ３１を一端に突出して設けている。接続タブ３１は回路基板４０の電圧検出回路に接続される。   The sub lead plate 30 is a U-bent metal plate in a state in which a flat plate is bent into a U-shape, and the electrodes of the two-stage cylindrical battery 1 connected linearly to the U-bent metal plates on both sides. Welded and connected. The sub lead plate 30 connects the cylindrical batteries 1 in the same row in parallel, and connects the cylindrical batteries 1 connected in a straight line in series. In the illustrated battery pack, six battery modules 2 are arranged in one stage. Accordingly, the sub-lead plate 30 is welded to the 12 cylindrical batteries 1 in total, 6 on each side, and then U-curved at the center to connect the 6 cylindrical batteries 1 in parallel. The cylindrical batteries 1 connected in a shape are connected in series. Furthermore, the sub lead plate 30 is provided with a connection tab 31 for connecting to the circuit board 40 so as to protrude from one end. The connection tab 31 is connected to the voltage detection circuit of the circuit board 40.

サブリード板３０は、同じ段の円筒形電池１を並列に接続し、さらに直線状に連結される円筒形電池１を直列に接続するので、サブリード板３０で直線状に連結されて同じ段に配設される複数の電池モジュール２は、サブリード板３０を介して互いに連結される。したがって、サブリード板３０で接続された電池モジュール２は互いに連結された電池ブロック４となる。図８の電池ブロック４は、サブリード板３０でもって６本の電池モジュール２を並列に接続している。各々の電池モジュール２は、５本の円筒形電池１を直線状に直列に接続しており、６本の電池モジュール２で電池ブロック４を構成している。バッテリパックは、２組の電池ブロック４をセパレータ６０の両面に配設して、電池モジュール２を２段に配設している。   Since the sub lead plate 30 connects the cylindrical batteries 1 of the same stage in parallel and further connects the cylindrical batteries 1 connected in a straight line in series, the sub lead plate 30 is connected in a straight line by the sub lead plate 30 and arranged on the same stage. The plurality of battery modules 2 provided are connected to each other via the sub lead plate 30. Therefore, the battery modules 2 connected by the sub lead plate 30 become battery blocks 4 connected to each other. In the battery block 4 of FIG. 8, six battery modules 2 are connected in parallel with the sub lead plate 30. Each battery module 2 has five cylindrical batteries 1 connected in series in a straight line, and six battery modules 2 constitute a battery block 4. In the battery pack, two battery blocks 4 are arranged on both sides of the separator 60, and the battery modules 2 are arranged in two stages.

２段に配設される電池ブロック４は、その両端にメインリード板９を接続している。メインリード板９は、各々の電池モジュール２の両端を並列に接続して回路基板４０に接続する。このメインリード板９は、同じ段に配設している全ての電池モジュール２、すなわち同じ電池ブロック４を構成する電池モジュール２の一端に接続している正負の出力リード板１０と、全ての電池モジュール２の反対側の端部に接続している中間リード板２０とからなる。   Battery blocks 4 arranged in two stages have main lead plates 9 connected to both ends thereof. The main lead plate 9 is connected to the circuit board 40 by connecting both ends of each battery module 2 in parallel. The main lead plate 9 includes all battery modules 2 arranged in the same stage, that is, positive and negative output lead plates 10 connected to one end of the battery module 2 constituting the same battery block 4, and all the batteries. The intermediate lead plate 20 is connected to the opposite end of the module 2.

出力リード板１０は、各々の電池モジュール２の端縁を並列に接続する。出力リード板１０は、同じ段に配設している全ての電池モジュール２、すなわち同じ電池ブロック４を構成する電池モジュール２の一端に接続している。さらに、出力リード板１０は、同じ段の電池モジュール２を並列に接続して出力端子１３に接続している。２組の電池ブロック４に接続している一対の出力リード板１０は、各々正負の出力端子１３に接続している。   The output lead plate 10 connects the edges of the battery modules 2 in parallel. The output lead plate 10 is connected to one end of all battery modules 2 arranged in the same stage, that is, the battery modules 2 constituting the same battery block 4. Further, the output lead plate 10 is connected to the output terminal 13 by connecting the battery modules 2 at the same stage in parallel. The pair of output lead plates 10 connected to the two battery blocks 4 are connected to the positive and negative output terminals 13, respectively.

図７と図８に示す一対の出力リード板１０は、電池モジュール２に接続される部分から突出して、出力端子１３に接続される接続片１１、１２をそれぞれ設けている。図において、一方の出力リード板１０Ａ（図７と図８において左側）は、下端部の側縁から突出する接続片１１を設けており、この接続片１１を電池ブロック４の外側方向に折曲して、蓋ケース５２の外側において一方の出力端子１３Ａに接続している。また、他方の出力リード板１０Ｂ（図７と図８において右側）は、上端から突出する部分を電池モジュール２に沿う方向に折曲して接続片１２を設けており、この折曲片１２を、後述する基板ホルダ４２に固定して回路基板４０に接続している。さらに、この接続片１２は、基板ホルダ４２内において保護素子１４を介して接続リード１５に接続しており、この接続リード１５を蓋ケース５２の外側において他方の出力端子１３Ｂに接続している。蓋ケース５２の外側に配設される一対の出力端子１３は、一方がプラス側の出力端子となり、他方がマイナス側の出力端子となる。   The pair of output lead plates 10 shown in FIG. 7 and FIG. 8 are provided with connecting pieces 11 and 12 that protrude from the portion connected to the battery module 2 and are connected to the output terminal 13. In the figure, one output lead plate 10 </ b> A (left side in FIGS. 7 and 8) is provided with a connection piece 11 protruding from the side edge of the lower end portion, and this connection piece 11 is bent outwardly of the battery block 4. In addition, the output terminal 13 </ b> A is connected to the outside of the lid case 52. Further, the other output lead plate 10B (right side in FIGS. 7 and 8) is provided with a connecting piece 12 by bending a portion protruding from the upper end in a direction along the battery module 2, and the bent piece 12 is provided. These are fixed to a substrate holder 42 described later and connected to the circuit board 40. Further, the connection piece 12 is connected to the connection lead 15 through the protective element 14 in the substrate holder 42, and the connection lead 15 is connected to the other output terminal 13 </ b> B outside the lid case 52. One of the pair of output terminals 13 disposed outside the lid case 52 is a plus-side output terminal, and the other is a minus-side output terminal.

中間リード板２０は、各段に配設している電池ブロック４を構成する電池モジュール２を並列に接続して、２段に配設している２組の電池ブロック４を直列に接続する。中間リード板２０は１枚の金属板からなり、出力リード板１０と反対側にあって、全ての電池モジュール２の端部に接続されて、２組の電池ブロック４を直列に接続し、かつ同じ段の電池モジュール２を並列に接続する。この中間リード板２０も、円筒形電池１の電圧を回路基板４０に入力するために接続タブ２１を突出して設けており、接続タブ２１を回路基板４０の電圧検出回路に接続している。中間リード板２０は１枚の金属板であって、２組の電池ブロック４を連結するので、中間リード板２０を接続する状態で、２組の電池ブロック４はセパレータ６０を挟んで互いに連結された状態となる。   The intermediate lead plate 20 connects the battery modules 2 constituting the battery blocks 4 arranged in each stage in parallel, and connects two sets of battery blocks 4 arranged in two stages in series. The intermediate lead plate 20 is made of a single metal plate, is on the side opposite to the output lead plate 10 and is connected to the ends of all the battery modules 2 to connect the two battery blocks 4 in series, and The battery modules 2 at the same stage are connected in parallel. The intermediate lead plate 20 is also provided with a protruding projecting tab 21 for inputting the voltage of the cylindrical battery 1 to the circuit board 40, and the connection tab 21 is connected to the voltage detection circuit of the circuit board 40. Since the intermediate lead plate 20 is a single metal plate and connects two sets of battery blocks 4, the two sets of battery blocks 4 are connected to each other with the separator 60 sandwiched between them. It becomes a state.

セパレータ６０は、図９に示すように、２枚のセパレータプレート６１を積層している。セパレータプレート６１は絶縁材のプラスチックを成形して製作している。このセパレータ６０は、複数列２段に配設される電池モジュール２間に配設されて、２段の電池ブロック４を絶縁すると共に、複数列の電池モジュール２を湾曲形状の外装ケース５０の内面に弾性的に押圧する。２枚のセパレータプレート６１からなるセパレータ６０は、２段の電池ブロック４を絶縁して外装ケース５０の内面に押圧するので、セパレータプレート６１の外形を電池ブロック４の外形とする四角形としている。すなわち、セパレータプレート６１は、長さと幅を電池ブロック４に等しくしている。   As shown in FIG. 9, the separator 60 has two separator plates 61 laminated. The separator plate 61 is manufactured by molding an insulating plastic. The separator 60 is disposed between the battery modules 2 disposed in a plurality of rows and two stages, insulates the two-stage battery blocks 4, and also separates the plurality of battery modules 2 from the inner surface of the curved outer case 50. Press elastically. The separator 60 composed of the two separator plates 61 insulates the two battery blocks 4 and presses them against the inner surface of the outer case 50, so that the outer shape of the separator plate 61 is a quadrangle that is the outer shape of the battery block 4. That is, the separator plate 61 is equal in length and width to the battery block 4.

図９に示す各々のセパレータプレート６１は、円筒形電池に沿う嵌着溝（又は湾曲溝）６２のある形状にプラスチックを成形している。このセパレータプレート６１は、電池モジュール２を嵌着溝６２に案内して定位置に配置しながら、外装ケース５０の内面に押圧できる。図１と図８に示すように、電池ブロック４は、６列の電池モジュール２を平行に配列しているので、セパレータプレート６１は、表面に６列の嵌着溝６２を設けている。セパレータプレート６１は、嵌着溝６２に両面接着テープ（図示せず）を介して電池モジュール２を接着して、電池モジュール２を定位置に配置できる。   Each separator plate 61 shown in FIG. 9 is formed of plastic in a shape having a fitting groove (or curved groove) 62 along the cylindrical battery. The separator plate 61 can be pressed against the inner surface of the outer case 50 while the battery module 2 is guided to the fitting groove 62 and disposed at a fixed position. As shown in FIG. 1 and FIG. 8, since the battery block 4 has six rows of battery modules 2 arranged in parallel, the separator plate 61 is provided with six rows of fitting grooves 62 on the surface. The separator plate 61 can be placed in a fixed position by bonding the battery module 2 to the fitting groove 62 via a double-sided adhesive tape (not shown).

２枚のセパレータプレート６１は、その間に弾性押圧材６５を配設している。弾性押圧材６５は、２枚のセパレータプレート６１を互いに離す方向に押圧して、セパレータプレート６１を外装ケース５０の内面に向かって弾性的に押圧する。図の弾性押圧材６５は、弾性金属板からなる複数本の金属バネ６６で、２枚のセパレータプレート６１の間に配設している。２枚のセパレータプレート６１は、各々の内面の互いに対向する位置に位置決ボス６４を設けており、一方の位置決ボス６４を他方の位置決ボス６４に挿入して位置決めしながら互いに積層される。金属バネ６６は、電池モジュール２の横方向に伸びる細長い板バネで、複数本をセパレータプレート６１の間に平行に配設している。金属バネ６６は、その中間を一方のセパレータプレート６１の対向する内面に固定している。金属バネ６６は、止ネジ６７とナット６８を介してセパレータプレート６１の内面に固定している。１本の金属バネ６６は、複数箇所をセパレータプレート６１の内面に固定して、回転しないようにしている。さらに、金属バネ６６は、固定されないセパレータプレート６１を内面から弾性的に押圧するように、折曲加工されている。図２の金属バネ６６は、嵌着溝６２の間にある凹部６３に案内される複数の突出部６６Ａを中間に設けており、両端部をセパレータプレート６１の側縁に配置するように折曲加工している。   The two separator plates 61 are provided with an elastic pressing member 65 between them. The elastic pressing member 65 presses the two separator plates 61 in directions away from each other, and elastically presses the separator plate 61 toward the inner surface of the outer case 50. The illustrated elastic pressing member 65 is a plurality of metal springs 66 made of an elastic metal plate, and is disposed between two separator plates 61. The two separator plates 61 are provided with positioning bosses 64 at positions facing each other on the inner surfaces of the two separator plates 61, and one positioning boss 64 is inserted into the other positioning boss 64 while being stacked on each other. . The metal springs 66 are elongated leaf springs extending in the lateral direction of the battery module 2, and a plurality of metal springs 66 are arranged in parallel between the separator plates 61. The middle of the metal spring 66 is fixed to the opposing inner surface of one separator plate 61. The metal spring 66 is fixed to the inner surface of the separator plate 61 via a set screw 67 and a nut 68. One metal spring 66 fixes a plurality of locations to the inner surface of the separator plate 61 so as not to rotate. Further, the metal spring 66 is bent so as to elastically press the unfixed separator plate 61 from the inner surface. The metal spring 66 of FIG. 2 has a plurality of protrusions 66A guided in the recesses 63 between the fitting grooves 62, and is bent so that both ends are arranged on the side edges of the separator plate 61. Processing.

さらに、図のセパレータ６０は、複数の弾性押圧材６５である金属バネ６６で、セパレータプレート６１の全面を均一に押圧するために、両端部と中間に２列ずつ、全体で４列の金属バネ６６を配設している。金属バネ６６の弾性押圧材６５で押圧されるセパレータ６０は、その表面に配列される電池モジュール２を外装ケース５０の内面に弾性的に押圧して、理想的な熱結合状態とする。   Further, the separator 60 shown in the figure is a metal spring 66 which is a plurality of elastic pressing members 65, and in order to press the entire surface of the separator plate 61 uniformly, two rows in both ends and in the middle, a total of four rows of metal springs. 66 is disposed. The separator 60 pressed by the elastic pressing member 65 of the metal spring 66 elastically presses the battery module 2 arranged on the surface thereof against the inner surface of the outer case 50 to obtain an ideal thermal coupling state.

以上のバッテリパックは、２枚のセパレータプレート６１の間に金属バネ６６の弾性押圧材６５を配設しているが、金属バネ６６に代わってゴム状弾性体を２枚のセパレータプレートの間に配設して、各々のセパレータプレートを分離する方向に押圧することもできる。また、図のバッテリパックは、セパレータ６０の両面に複数列に電池モジュール２を配設しているので、セパレータ６０の間に弾性押圧材６５を配設しているが、電池モジュールを１段に配列するバッテリパックにあっては、セパレータと外装ケースとの間に弾性押圧材を配設して、セパレータでもって電池モジュールを外装ケースの内面に押圧することができる。   In the battery pack described above, the elastic pressing member 65 of the metal spring 66 is disposed between the two separator plates 61. Instead of the metal spring 66, a rubber-like elastic body is interposed between the two separator plates. It is also possible to dispose and press each separator plate in a separating direction. In the illustrated battery pack, since the battery modules 2 are arranged in a plurality of rows on both surfaces of the separator 60, the elastic pressing member 65 is arranged between the separators 60. However, the battery modules are arranged in one stage. In the battery pack to be arranged, an elastic pressing material is disposed between the separator and the outer case, and the battery module can be pressed against the inner surface of the outer case with the separator.

セパレータ６０の側縁には回路基板４０を配設している。回路基板４０は、基板ホルダ４２を介してセパレータ６０の側縁の定位置に配設される。基板ホルダ４２は、プラスチック等の絶縁材を成形して製作している。図２の基板ホルダ４２は、電池ブロック４との対向面に、２段に配設される電池モジュール２を案内する案内溝４４を２列に設けている。この基板ホルダ４２は、案内溝４４に２段の電池モジュール２を案内して、２段の電池ブロック４に対して位置ずれしないように配置できる。さらに、基板ホルダ４２は、電池モジュール２との対向面の反対側の外側面には、回路基板４０を定位置に配置する周壁４６を設けている。回路基板４０は周壁４６の内側に入れて、定位置に配設される。   A circuit board 40 is disposed on the side edge of the separator 60. The circuit board 40 is disposed at a fixed position on the side edge of the separator 60 via the board holder 42. The substrate holder 42 is manufactured by molding an insulating material such as plastic. The substrate holder 42 shown in FIG. 2 is provided with two rows of guide grooves 44 for guiding the battery modules 2 arranged in two stages on the surface facing the battery block 4. The substrate holder 42 can be arranged so as not to be displaced with respect to the two-stage battery block 4 by guiding the two-stage battery module 2 to the guide groove 44. Further, the substrate holder 42 is provided with a peripheral wall 46 for disposing the circuit board 40 at a fixed position on the outer surface opposite to the surface facing the battery module 2. The circuit board 40 is placed inside the peripheral wall 46 and disposed at a fixed position.

さらに、図８の一部拡大斜視図と図１０に示す基板ホルダ４２は、電池ブロック４との対向面の両側に、サブリード板３０の接続タブ３１と中間リード板２０の接続タブ２１を挿通する貫通孔４５を開口して設けている。図の基板ホルダ４２は、周壁４６の内側に配置される回路基板４０の外周を支持する支持台４８を、基板ホルダ４２の内面に突出して設けており、この支持台４８に貫通孔４５を設けている。図の支持台４８は、周壁４６の内面の下端部に位置して設けており、回路基板４０の外周部を支持して定位置に配置する。さらに、基板ホルダ４２は、貫通孔４５に挿入された接続タブ３１、２１を案内する連結溝４７を周壁４６の内面に設けている。この連結溝４７は、周壁４６の高さ方向に延長されると共に、貫通孔４５に連結して設けており、貫通孔４５に挿通された接続タブ３１、２１を回路基板４０の側縁を通過させて、回路基板４０の上面側に案内できるようにしている。サブリード板３０の接続タブ３１と中間リード板２０の接続タブ２１は、基板ホルダ４２の貫通孔４５に挿入されると共に、周壁４６の連結溝４７に案内されて回路基板４０の上面側に突出し、回路基板４０の上面にハンダ付けして接続される。さらに、図７と図１０の基板ホルダ４２は、回路基板４０を抜けないように固定する係止リブ４９を、基板ホルダ４２の端部の周壁４６の内面に突出して設けている。この係止リブ４９は、回路基板４０の端縁を係止して、回路基板４０を定位置に配置する。   8 is inserted into the connection tab 31 of the sub lead plate 30 and the connection tab 21 of the intermediate lead plate 20 on both sides of the surface facing the battery block 4. The through-hole 45 is opened and provided. In the illustrated substrate holder 42, a support base 48 that supports the outer periphery of the circuit board 40 disposed inside the peripheral wall 46 is provided so as to protrude from the inner surface of the substrate holder 42, and a through hole 45 is provided in the support base 48. ing. The support base 48 shown in the figure is provided at the lower end portion of the inner surface of the peripheral wall 46 and supports the outer peripheral portion of the circuit board 40 and is disposed at a fixed position. Further, the substrate holder 42 is provided with a connection groove 47 for guiding the connection tabs 31 and 21 inserted in the through hole 45 on the inner surface of the peripheral wall 46. The connecting groove 47 extends in the height direction of the peripheral wall 46 and is connected to the through hole 45, and passes through the connection tabs 31 and 21 inserted through the through hole 45 through the side edge of the circuit board 40. Thus, it can be guided to the upper surface side of the circuit board 40. The connection tab 31 of the sub lead plate 30 and the connection tab 21 of the intermediate lead plate 20 are inserted into the through hole 45 of the substrate holder 42, and are guided by the connecting groove 47 of the peripheral wall 46 to protrude to the upper surface side of the circuit board 40. It is connected to the upper surface of the circuit board 40 by soldering. Further, the substrate holder 42 shown in FIGS. 7 and 10 is provided with a locking rib 49 for fixing the circuit board 40 so as not to be pulled out from the inner surface of the peripheral wall 46 at the end of the substrate holder 42. The locking rib 49 locks the edge of the circuit board 40 and places the circuit board 40 in a fixed position.

基板ホルダ４２は、回路基板４０をセパレータ６０の両面に直交する姿勢とし、かつ電池モジュール２の長手方向に伸びる姿勢であって、セパレータ６０の両面に突出するように配置して、外装ケース５０の定位置に収納する。   The substrate holder 42 is arranged so that the circuit board 40 is perpendicular to both surfaces of the separator 60 and extends in the longitudinal direction of the battery module 2, and is disposed so as to protrude from both surfaces of the separator 60. Store in place.

回路基板４０は、電池モジュール２の長さに略等しく、かつ２段に配設される２組の電池ブロック４に接続しているサブリード板３０と中間リード板２０の接続タブ３１、２１を接続できる幅としている。図２の回路基板４０は、２段の電池ブロック４の幅にほぼ等しくしている。回路基板４０は、全ての円筒形電池１の電圧を検出して、電池の充放電を制御する電圧検出回路と保護回路とを実装している。図２のバッテリパックは、１本の電池モジュール２に５本の円筒形電池１を直列に接続し、さらに、２段の電池モジュール２を中間リード板２０で直列に接続して、全体で１０本の円筒形電池１を直列に接続している。したがって、電圧検出回路は、互いに直列に接続している１０本の円筒形電池１の電圧を検出する。互いに直列に接続される１０本の円筒形電池１は、各々の円筒形電池１が６本ずつ並列に接続されるが、並列に接続している円筒形電池１の電圧は同じ電圧となるので、１０本の円筒形電池１の電圧を検出して、電圧検出回路は全ての円筒形電池１の電圧を検出できる。各々の円筒形電池１の電圧は、サブリード板３０とメインリード板９を介して電圧検出回路に入力される。   The circuit board 40 is connected to the connection tabs 31 and 21 of the intermediate lead plate 20 and the sub lead plate 30 connected to two sets of battery blocks 4 that are substantially equal to the length of the battery module 2 and arranged in two stages. The width is as possible. The circuit board 40 of FIG. 2 is substantially equal to the width of the two-stage battery block 4. The circuit board 40 is mounted with a voltage detection circuit and a protection circuit that detect the voltages of all the cylindrical batteries 1 and control charging / discharging of the batteries. In the battery pack of FIG. 2, five cylindrical batteries 1 are connected in series to one battery module 2, and two battery modules 2 are connected in series with an intermediate lead plate 20, so that a total of 10 Two cylindrical batteries 1 are connected in series. Therefore, the voltage detection circuit detects the voltages of the ten cylindrical batteries 1 connected in series with each other. Ten cylindrical batteries 1 connected in series with each other are connected in parallel with six of each cylindrical battery 1, but the voltage of the cylindrical batteries 1 connected in parallel is the same voltage. The voltage detection circuit can detect the voltages of all the cylindrical batteries 1 by detecting the voltages of the ten cylindrical batteries 1. The voltage of each cylindrical battery 1 is input to the voltage detection circuit via the sub lead plate 30 and the main lead plate 9.

メインリード板９とサブリード板３０からなるリード板３は、互いに平行に配設されて、回路基板４０に接続される。メインリード板９は電池モジュール２の両端の電圧を電圧検出回路に入力し、サブリード板３０は、電池モジュール２を構成する円筒形電池１同士の接続点の電圧を電圧検出回路に入力する。各々の円筒形電池１の電圧は、メインリード板９とサブリード板３０を介して電圧検出回路に入力される。したがって、メインリード板９とサブリード板３０は、各々の円筒形電池１の電圧を電圧検出回路に入力すると共に、全ての円筒形電池１を並列と直列に接続する。メインリード板９とサブリード板３０からなるリード板３は、熱伝導に優れた金属板である。リード板３は、同じ段に配設される全ての円筒形電池１の両端に連結されて、同じ段にある円筒形電池１を並列に接続し、さらに同じ段にある円筒形電池１を熱結合状態として、円筒形電池１の温度差を少なくする。   The lead plate 3 including the main lead plate 9 and the sub lead plate 30 is disposed in parallel to each other and connected to the circuit board 40. The main lead plate 9 inputs the voltage across the battery module 2 to the voltage detection circuit, and the sub lead plate 30 inputs the voltage at the connection point between the cylindrical batteries 1 constituting the battery module 2 to the voltage detection circuit. The voltage of each cylindrical battery 1 is input to the voltage detection circuit via the main lead plate 9 and the sub lead plate 30. Therefore, the main lead plate 9 and the sub lead plate 30 input the voltage of each cylindrical battery 1 to the voltage detection circuit, and connect all the cylindrical batteries 1 in parallel and in series. The lead plate 3 including the main lead plate 9 and the sub lead plate 30 is a metal plate excellent in heat conduction. The lead plate 3 is connected to both ends of all the cylindrical batteries 1 arranged on the same stage, connects the cylindrical batteries 1 on the same stage in parallel, and further heats the cylindrical batteries 1 on the same stage. As a combined state, the temperature difference of the cylindrical battery 1 is reduced.

以上のバッテリパックは、以下の工程で組み立てられる。
（１）サブリード板３０を介して複数の円筒形電池１を並列と直列に接続して電池ブロック４とする。
（２）２枚のセパレータプレート６１を、間に金属バネ６６の弾性押圧材６５を配設する状態で積層してセパレータ６０とする。
（３）２組の電池ブロック４をセパレータ６０の両面に配設して、電池ブロック４にメインリード板９を接続する。
（４）基板ホルダ４２を介して、２段に連結している電池ブロック４に回路基板４０を連結して電池組立体とする。
（５）電池組立体を、絶縁材５６である絶縁シートで被覆して、外装ケース５０に挿入する。外装ケース５０に挿入された電池組立体のメインリード板９の外側に絶縁プレート５５を配設して、蓋ケース５２を本体ケース５１の開口部に固定する。
（６）メインリード板９の出力リード板１０を、蓋ケース５２の外側において出力端子１３に接続する。出力端子１３が固定された蓋ケース５２の表面に端子カバー１６を固定する。
（７）図４に示すように、複数の外装ケース５０を連結する。複数の外装ケース５０は、連結凸部５７を連結凹部５８に挿入して、図の矢印で示すようにスライドさせて互いに連結される。
（８）図３に示すように、各々の端子カバー１６から表出する出力端子１３をバスバー１７で連結して接続する。 The above battery pack is assembled in the following steps.
(1) A plurality of cylindrical batteries 1 are connected in parallel and in series via the sub-lead plate 30 to form a battery block 4.
(2) The two separator plates 61 are laminated with the elastic pressing member 65 of the metal spring 66 interposed therebetween to form the separator 60.
(3) Two sets of battery blocks 4 are arranged on both sides of the separator 60, and the main lead plate 9 is connected to the battery block 4.
(4) The circuit board 40 is connected to the battery block 4 connected in two stages via the board holder 42 to form a battery assembly.
(5) The battery assembly is covered with an insulating sheet which is the insulating material 56 and inserted into the outer case 50. An insulating plate 55 is disposed outside the main lead plate 9 of the battery assembly inserted into the outer case 50, and the lid case 52 is fixed to the opening of the main body case 51.
(6) The output lead plate 10 of the main lead plate 9 is connected to the output terminal 13 outside the lid case 52. The terminal cover 16 is fixed to the surface of the lid case 52 to which the output terminal 13 is fixed.
(7) As shown in FIG. 4, a plurality of outer cases 50 are connected. The plurality of outer cases 50 are connected to each other by inserting the connecting convex portions 57 into the connecting concave portions 58 and sliding them as indicated by arrows in the figure.
(8) As shown in FIG. 3, the output terminals 13 exposed from each terminal cover 16 are connected and connected by a bus bar 17.

本発明のバッテリパックは、屋外で使用される電気機器、とくに、電動自転車や電動オートバイの電源として好適に使用される。   The battery pack of the present invention is suitably used as a power source for electric equipment used outdoors, particularly electric bicycles and electric motorcycles.

１…円筒形電池
２…電池モジュール
３…リード板
４…電池ブロック
９…メインリード板
１０…出力リード板 １０Ａ…出力リード板
１０Ｂ…出力リード板
１１…接続片
１２…接続片
１３…出力端子 １３Ａ…出力端子
１３Ｂ…出力端子
１３ａ…端子部
１４…保護素子
１５…接続リード
１６…端子カバー
１７…バスバー
１８…絶縁キャップ
２０…中間リード板
２１…接続タブ
３０…サブリード板
３１…接続タブ
４０…回路基板
４２…基板ホルダ
４４…案内溝
４５…貫通孔
４６…周壁
４７…連結溝
４８…支持台
４９…係止リブ
５０…外装ケース
５２…蓋ケース ５２Ａ…蓋ケース
５２Ｂ…蓋ケース
５４…放熱面
５５…絶縁プレート
５６…絶縁材
５７…連結凸部
５８…連結凹部
５９…通風隙間
６０…セパレータ
６１…セパレータプレート
６２…嵌着溝
６３…凹部
６４…位置決ボス
６５…弾性押圧材
６６…金属バネ ６６Ａ…突出部
６７…止ネジ
６８…ナット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylindrical battery 2 ... Battery module 3 ... Lead board 4 ... Battery block 9 ... Main lead board 10 ... Output lead board 10A ... Output lead board
10B ... Output lead plate 11 ... Connection piece 12 ... Connection piece 13 ... Output terminal 13A ... Output terminal
13B ... Output terminal
13a ... Terminal portion 14 ... Protection element 15 ... Connection lead 16 ... Terminal cover 17 ... Bus bar 18 ... Insulation cap 20 ... Intermediate lead plate 21 ... Connection tab 30 ... Sub lead plate 31 ... Connection tab 40 ... Circuit board 42 ... Substrate holder 44 ... Guide groove 45 ... Through hole 46 ... Peripheral wall 47 ... Connection groove 48 ... Support base 49 ... Locking rib 50 ... Exterior case 52 ... Lid case 52A ... Lid case
52B ... Lid case 54 ... Heat dissipation surface 55 ... Insulating plate 56 ... Insulating material 57 ... Connection convex part 58 ... Connection concave part 59 ... Ventilation gap 60 ... Separator 61 ... Separator plate 62 ... Insertion groove 63 ... Concave 64 ... Positioning boss 65 ... Elastic pressing material 66 ... Metal spring 66A ... Protrusion 67 ... Set screw 68 ... Nut

Claims (6)

円筒形電池(1)からなる複数本の電池モジュール(2)が、複数列に配設されて外装ケース(50)に収納してなるバッテリパックであって、
複数列に配列してなる電池モジュール(2)は、複数列の１段で又は２段に分割して互いに平行な姿勢で複数の外装ケース(50)に収納しており、
複数列に電池モジュール(2)を収納してなる前記外装ケース(50)は、その対向面を、複数列の電池モジュール(2)の表面に熱結合状態で接触する放熱面(54)としており、
さらに、分割された複数の外装ケース(50)は、互いに放熱面(54)を対向して配設するように配置して、一方の外装ケース(50)の放熱面(54)には連結凸部(57)を、他方の外装ケース(50)には連結凸部(57)を挿入して連結する連結凹部(58)を設けており、
前記連結凸部(57)は電池モジュール(2)の長手方向に伸びる先端縁の幅を広くしてなるアンダーカット凸条で、前記連結凹部(58)が前記アンダーカット凸条を電池モジュール(2)の長手方向に挿入できる縦溝で、溝の開口部の幅を狭くしてなるアンダーカット溝で、アンダーカット凸条をアンダーカット溝に挿入して、隣接する外装ケース(50)を連結する構造としており、
さらに、前記連結凸部(57)と前記連結凹部(58)とが、前記放熱面(54)である湾曲波形面から突出して設けられると共に、前記連結凸部(57)と前記連結凹部(58)とが２つ設けられて、一方は前記外装ケース(50)の端部近傍に配置され、
さらにまた、連結凸部(57)と連結凹部(58)は、連結凸部(57)が連結凹部(58)に挿入されて隣接する外装ケース(50)が連結される状態で、隣接する外装ケース(50)の対向する放熱面(54)に通風隙間(59)を設ける構造としてなるバッテリパック。 A plurality of battery modules (2) made of cylindrical batteries (1) are battery packs arranged in a plurality of rows and housed in an outer case (50),
The battery modules (2) arranged in a plurality of rows are housed in a plurality of outer cases (50) in a plurality of rows in a single stage or divided into two stages and parallel to each other.
The outer case (50), in which the battery modules (2) are stored in a plurality of rows, has an opposing surface as a heat radiating surface (54) that is in thermal contact with the surface of the plurality of rows of battery modules (2). ,
Further, the plurality of divided outer cases (50) are arranged so that the heat dissipating surfaces (54) face each other, and the heat dissipating surfaces (54) of one outer case (50) are connected to the connecting protrusions. A connecting recess (58) for inserting and connecting the connecting protrusion (57) to the outer case (50) of the portion (57),
The connecting projection (57) is an undercut ridge having a widened front edge extending in the longitudinal direction of the battery module (2), and the connecting recess (58) is connected to the battery module (2 ) Is a longitudinal groove that can be inserted in the longitudinal direction, and is an undercut groove formed by narrowing the width of the opening of the groove. Undercut ridges are inserted into the undercut groove to connect adjacent exterior cases (50). It has a structure
Further, the connection convex portion (57) and the connection concave portion (58) are provided so as to protrude from the curved corrugated surface as the heat radiating surface (54), and the connection convex portion (57) and the connection concave portion (58) are provided. ) Are provided, one of which is disposed near the end of the outer case (50),
Furthermore , the connecting convex portion (57) and the connecting concave portion (58) are arranged so that the connecting convex portion (57) is inserted into the connecting concave portion (58) and the adjacent outer case (50) is connected. A battery pack having a structure in which a ventilation gap (59) is provided in a heat radiating surface (54) opposed to the case (50). 前記外装ケース(50)が、電池モジュール(2)を互いに平行な姿勢であって複数列２段に配設して、複数列２段の電池モジュール(2)の間にセパレータ(60)を配設している請求項１に記載されるバッテリパック。   The outer case (50) has battery modules (2) arranged in parallel with each other in a plurality of rows and two stages, and a separator (60) is arranged between the battery modules (2) in the plurality of rows and two stages. The battery pack according to claim 1 provided. 前記外装ケース(50)の放熱面(54)が、電池モジュール(2)の表面に沿う湾曲波形面で、この湾曲波形面が電池モジュール(2)の表面に面接触状態で熱結合している請求項１に記載されるバッテリパック。   The heat dissipation surface (54) of the outer case (50) is a curved corrugated surface along the surface of the battery module (2), and the curved corrugated surface is thermally coupled to the surface of the battery module (2) in a surface contact state. The battery pack according to claim 1. 前記外装ケース(50)が一方の放熱面(54)に連結凸部(57)を、他方の放熱面(54)に連結凹部(58)を設けている請求項１に記載されるバッテリパック。   The battery pack according to claim 1, wherein the outer case (50) is provided with a connecting projection (57) on one heat radiating surface (54) and a connecting recess (58) on the other heat radiating surface (54). 前記電池モジュール(2)が複数の円筒形電池(1)を直線状に直列に接続してなる請求項１に記載されるバッテリパック。   The battery pack according to claim 1, wherein the battery module (2) is formed by connecting a plurality of cylindrical batteries (1) in a straight line in series. 前記円筒形電池(1)がリチウムイオン電池である請求項１に記載されるバッテリパック。   The battery pack according to claim 1, wherein the cylindrical battery (1) is a lithium ion battery.
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